内容正文:
第6课时 照相机与眼睛 望远镜 显微镜
一、课程标准
1.了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机、投影仪中的应用;
2.了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因与娇正办法;
3.了解两种望远镜的构成,知道显微镜的成像原理。
二、知识梳理
1.放大镜原理: ;
2.投影仪原理: ;
3.照像机与眼睛原理: ;
4.视力的矫正:
眼的类型
晶状体特征
焦距
会聚能力
成像位置
配戴眼镜及作用
近视眼
太厚
变
变
视网膜
透镜,
远视眼
太薄
变
变
视网膜
透镜,
5. 伽利略望远镜:物镜焦距 ,目镜为凹透镜, 立的 像。
开普勒望远镜:物镜焦距 ,目镜为凸透镜, 立的 像。
6.显微镜:物镜焦距较 ,成倒立放大实像,再经目镜焦距较 ,成正立放大虚像,最终是两次放大后的倒立虚像。
三、考点梳理
考点一 照相机、眼睛等的调节
【典型例题】
如图4-3-1甲图所示是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的调节,可以看清近处和远处的物体。根据上面的材料,利用所学的物理知识,回答下面的问题:
(
图4-3-1
)
(1)人的眼球好像一架 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ;
(2)视网膜相当于照相机的 ,看物体时在视网膜上成 (填像的性质)的实像;
(3)正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体 (选填“变厚”“不变”或“变薄”)。
(4)如图4-3-1乙图所示,不正确的学习姿势,会导致视力下降,看不清远处的物体。矫正此视力缺陷需佩戴合适的 透镜,健康用眼的正确做法是 (填写一条即可)。
【拓展变式】
1.中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实,如图甲,“祝融号“火星车驶离平台的过程中,其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片,照相机的镜头是一个 透镜,拍摄过程中相机镜头逐步 (向外伸/向内缩)。
(
图4-3-2
)
(
图4-3-3
)2.(2024·常州)《重庆市消防条例》规定:2024年7月1日起,禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢,一旦有人违规操作,会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报,如图4-3-3甲所示,某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm,则凸透镜的焦距可能为( )
A.5mm B.10mm C.15mm D.20mm
考点二 视力矫正
【典型例题】
1.(2024·山西)如图4-3-4为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
(
图4-3-4
)C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
2.当蜡烛、凸透镜、光屏的位置关系如图所示时,光屏上得到清晰的像。若在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜,光屏上原来清晰的像变模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )晰的像。
A.向左移动光屏
B.向右移动蜡烛
C.换焦距小一点的凸透镜
(
图4-3-5
)D.换焦距大一点的凸透镜
【拓展变式】
1.为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图4-3-6甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图4-3-6乙是小华看远处物体时的成像情况,下列有关说法正确的是( )
A.镜片Ⅰ可用于制作照相机的镜头
B.继续往镜片Ⅱ中注入液体,其焦距将变小
C.小华患有近视眼,需配戴合适的镜片Ⅱ进行矫正
(
图4-3-6
)D.小华患有远视眼,需配戴合适的镜片Ⅰ进行矫正
2.(2024·南充)如图4-3-7所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为 ;
(2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰 (选填“放大”“等大”“缩小”)的像,若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上 (选填“能”“不能”)看到清晰的像;
(
图4-3-7
)
(3)在(2)中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下,该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”,如图丙所示,发现光屏上的像变模糊,当往水透镜中加入适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 眼镜(选填“近视”“远视”)。
考点三 显微镜与望远镜
【典型例题】
如图4-3-7在自制水滴显微镜的实验中:(1)应使红箭头、小水滴、凸透镜在同一
上,且始终保持凸透镜是水平的,眼睛离凸透镜不要太近;
(2)透过图甲中的小水滴应该能看到一个 、 的箭头,这与 的成像原理相同, 如果箭头离小水滴的距离1.6cm,则小水滴的焦距最好在 范围内;
(
甲
图4-3-7
乙
)(3)透过图乙的凸透镜,看到的箭头的像是 (正立/倒立),如果要看到箭头更大的像,应把凸透镜略微向 (上/下)移动。
四、课堂反馈
1.如图4-3-8所示,“探究凸透镜成像的规律”实验,O为凸透镜光心,位于“50cm”刻度处,刻度尺与主光轴重合。来自蜡烛的光束a、b均平行于主光轴,光束a经透镜折射后,折射光过主光轴上“60cm”刻度处。下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为60cm
B.烛焰经透镜成像的特点与投影仪成像特点相同
C.光束b经透镜折射后,折射光交主光轴上“50cm-60cm”刻度之间
D.仅改用焦距为5cm的凸透镜继续实验,蜡烛的像将左移
(
图4-3-9
)
(
图4-3-
8
)
2.用手机看视频,图像太小,屏幕放大器(凸透镜)来帮忙,小明通过透镜可看到放大了的图像,如图4-3-9所示,手机距离透镜15cm,凸透镜的焦距可能为( )
A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm
3.如图4-3-10小华拿出手机,保持手机到眼镜的距离不变,开启屏幕打开手机前置摄像头,通过摄像头成的像与屏幕关闭时成的像相比 (选填“变大”“变小”或“不变”),由于不合理使用手机,小华患上了近视眼,图 (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路图。
(
图4-3-10
)
4.(2024·陕西)如4-3-11甲图所示,是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置;
(
图4-3-1
1
)
(1)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是_ _;
(2)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动_ __直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质;
(3)改变物距,重复上述操作,多次实验,将实验数据记录在下表中;()
实验次数
物距/cm
像距/cm
像的性质
正立或倒立
放大或缩小
虚像或实像
1
18.0
6.9
倒立
缩小
实像
2
10.0
10.0
倒立
等大
实像
3
7.0
17.7
倒立
放大
实像
4
4.0
/
正立
放大
虚像
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距___ ___;
(4)当光屏上出现清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上___ __(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像;
(5)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明佩戴的是__ __(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(6)如4-3-11乙图,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图4-3-11丙中凸透镜主光轴上的___ __(选填“a”、“b”、“c”或“d”)点;
(7)生活中常用的放大镜应用了表中第__ __次实验的成像规律。
5.某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用如图4-3-12所示的装置做了探究凸透镜成像规律的实验.他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片,观察到了如下现象.
(
图4-3-12
)(1) 将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏 (靠近/远离)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像.由此可知,在近视眼矫正之前,物体的像成在视网膜的 (前方/后方).
(2) 取下近视眼镜片,重新调整光屏的位置,使它上面的像再次变得
清晰,然后将另一个远视眼镜片放在发光体和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像又变模糊了;再使光屏 (靠近/远离)透镜,又可以在光屏上看到发光体清晰的像.这说明矫正远视眼的眼镜片对光有 作用.
第6课时 照相机与眼睛 望远镜 显微镜
一、课程标准
1.了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机、投影仪中的应用;
2.了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因与娇正办法;
3.了解两种望远镜的构成,知道显微镜的成像原理。
二、知识梳理
1.放大镜原理: u<f时,成正立、放大的虚像 ;
2.投影仪原理: f<u<2f时,成倒立、放大的实像 ;
3.照像机与眼睛原理: u>2f时,成倒立、缩小的实像 ;
4.视力的矫正:
眼的类型
晶状体特征
焦距
会聚能力
成像位置
配戴眼镜及作用
近视眼
太厚
变 短
变 强
视网膜前
凹透镜,发散作用
远视眼
太薄
变 长
变 弱
视网膜后
凸透镜,会聚作用
5. 伽利略望远镜:物镜焦距 大 ,目镜为凹透镜, 正 立的 虚 像。
开普勒望远镜:物镜焦距 大 ,目镜为凸透镜, 倒 立的 虚 像。
6.显微镜:物镜焦距较 小 ,成倒立放大实像,再经目镜焦距较 大 ,成正立放大虚像,最终是两次放大后的倒立虚像。
三、考点梳理
考点一 照相机、眼睛等的调节
【典型例题】
如图4-3-1甲图所示是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的调节,可以看清近处和远处的物体。根据上面的材料,利用所学的物理知识,回答下面的问题:
(
图4-3-1
)
(1)人的眼球好像一架 照相机 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),晶状体和角膜的共同作用相当于一个 凸透镜 ;
(2)视网膜相当于照相机的 底片 ,看物体时在视网膜上成 倒立、缩小 (填像的性质)的实像;
(3)正常人看物体由远及近时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体 变厚 (选填“变厚”“不变”或“变薄”)。
(4)如图4-3-1乙图所示,不正确的学习姿势,会导致视力下降,看不清远处的物体。矫正此视力缺陷需佩戴合适的 凹 透镜,健康用眼的正确做法是 不要在较暗的地方看书、看书不要离书本太近等 (填写一条即可)。
【拓展变式】
1.中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实,如图甲,“祝融号“火星车驶离平台的过程中,其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片,照相机的镜头是一个 凸 透镜,拍摄过程中相机镜头逐步 向内缩 (向外伸/向内缩)。
(
图4-3-2
)
(
图4-3-3
)2.(2024·常州)《重庆市消防条例》规定:2024年7月1日起,禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢,一旦有人违规操作,会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报,如图4-3-3甲所示,某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm,则凸透镜的焦距可能为( B )
A.5mm B.10mm C.15mm D.20mm
考点二 视力矫正
【典型例题】
1.(2024·山西)如图4-3-4为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( A )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
(
图4-3-4
)C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
2.当蜡烛、凸透镜、光屏的位置关系如图所示时,光屏上得到清晰的像。若在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜,光屏上原来清晰的像变模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是(C )晰的像。
A.向左移动光屏
B.向右移动蜡烛
C.换焦距小一点的凸透镜
(
图4-3-5
)D.换焦距大一点的凸透镜
【拓展变式】
1.为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图4-3-6甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图4-3-6乙是小华看远处物体时的成像情况,下列有关说法正确的是( B )
A.镜片Ⅰ可用于制作照相机的镜头
B.继续往镜片Ⅱ中注入液体,其焦距将变小
C.小华患有近视眼,需配戴合适的镜片Ⅱ进行矫正
(
图4-3-6
)D.小华患有远视眼,需配戴合适的镜片Ⅰ进行矫正
2.(2024·南充)如图4-3-7所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为 9.0 ;
(2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰 缩小 (选填“放大”“等大”“缩小”)的像,若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上 能 (选填“能”“不能”)看到清晰的像;
(
图4-3-7
)
(3)在(2)中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下,该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”,如图丙所示,发现光屏上的像变模糊,当往水透镜中加入适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 近视 眼镜(选填“近视”“远视”)。
考点三 显微镜与望远镜
【典型例题】
如图4-3-7在自制水滴显微镜的实验中:(1)应使红箭头、小水滴、凸透镜在同一
直线 上,且始终保持凸透镜是水平的,眼睛离凸透镜不要太近;
(2)透过图甲中的小水滴应该能看到一个 倒立 、 放大 的箭头,这与 投影仪 的成像原理相同, 如果箭头离小水滴的距离1.6cm,则小水滴的焦距最好在 0.8cm-1.6cm 范围内;
(
甲
图4-3-7
乙
)(3)透过图乙的凸透镜,看到的箭头的像是 倒立 (正立/倒立),如果要看到箭头更大的像,应把凸透镜略微向 上 (上/下)移动。
四、课堂反馈
1.如图4-3-8所示,“探究凸透镜成像的规律”实验,O为凸透镜光心,位于“50cm”刻度处,刻度尺与主光轴重合。来自蜡烛的光束a、b均平行于主光轴,光束a经透镜折射后,折射光过主光轴上“60cm”刻度处。下列说法中正确的是( D )
A.该凸透镜的焦距为60cm
B.烛焰经透镜成像的特点与投影仪成像特点相同
C.光束b经透镜折射后,折射光交主光轴上“50cm-60cm”刻度之间
D.仅改用焦距为5cm的凸透镜继续实验,蜡烛的像将左移
(
图4-3-9
)
(
图4-3-
8
)
2.用手机看视频,图像太小,屏幕放大器(凸透镜)来帮忙,小明通过透镜可看到放大了的图像,如图4-3-9所示,手机距离透镜15cm,凸透镜的焦距可能为( A )
A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm
3.如图4-3-10小华拿出手机,保持手机到眼镜的距离不变,开启屏幕打开手机前置摄像头,通过摄像头成的像与屏幕关闭时成的像相比 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),由于不合理使用手机,小华患上了近视眼,图 乙 (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路图。
(
图4-3-10
)
(
图4-3-10
)4.(2024·陕西)如4-3-11甲图所示,是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置;
(
图4-3-11
)(1)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是_使像成在光屏中央_;
(2)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动_光屏__直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质;
(3)改变物距,重复上述操作,多次实验,将实验数据记录在下表中;()
实验次数
物距/cm
像距/cm
像的性质
正立或倒立
放大或缩小
虚像或实像
1
18.0
6.9
倒立
缩小
实像
2
10.0
10.0
倒立
等大
实像
3
7.0
17.7
倒立
放大
实像
4
4.0
/
正立
放大
虚像
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距___增大___;
(4)当光屏上出现清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上___仍能__(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像;
(5)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明佩戴的是__远视__(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(6)如4-3-11乙图,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图4-3-11丙中凸透镜主光轴上的___b__(选填“a”、“b”、“c”或“d”)点;
(7)生活中常用的放大镜应用了表中第__4__次实验的成像规律。
5.某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用如图4-3-12所示的装置做了探究凸透镜成像规律的实验.他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片,观察到了如下现象.
(
图4-3-12
)(1) 将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏 远离 (靠近/远离)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像.由此可知,在近视眼矫正之前,物体的像成在视网膜的 前方 (前方/后方).
(2) 取下近视眼镜片,重新调整光屏的位置,使它上面的像再次变得
清晰,然后将另一个远视眼镜片放在发光体和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像又变模糊了;再使光屏 靠近 (靠近/远离)透镜,又可以在光屏上看到发光体清晰的像.这说明矫正远视眼的眼镜片对光有 会聚 作用.
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